Китайски учени създадоха най-бързия транзистор в света без помощта на силиций и литография

Екип от изследователи от Пекинския университет твърди, че е успял да преодолее технологичните ограничения, за да увеличи производителността на чиповете със сравнително прости средства. Учените буквално са променили посоката на производство на транзистори, като са изоставили както сегашните литографски скенери, така и силиция.

Общоприето е, че производството на 2 nm полупроводници и решения с по-малки технологични норми е свързано с прехода към EUV литография и нови транзисторни архитектури. Всичко това изисква огромни разходи за разработка и производствени ресурси. Дори и да има такива ресурси обаче, износът на високотехнологично оборудване е строго ограничен от САЩ и техните партньори. По-специално, на Китай е забранено да купува EUV скенери и дори съвременни версии на 193-nm DUV скенери.

Група учени от Пекинския университет първоначално работи върху нова технология за производство на чипове в опит да заобиколи санкциите, но в крайна сметка постига принципно нов резултат – създава производствен процес за 2D-транзистори, използвайки материали, които не съдържат силиций.

Изследователите твърдят, че типичното оборудване, използвано в полупроводниковата индустрия е подходящо за производството на тези „принципно нови“ транзистори. Най-малкото, чипът е произведен на експериментална университетска линия, която едва ли е оборудвана с модерни технологии.

Като материали за производството на транзистора са използвани бисмутови оксиди: Bi₂O₂Se и Bi₂SeO₅. Благодарение на свойствата си тези материали могат да се отлагат върху подложката на атомно тънки и хомогенни слоеве, което осигурява повторяемост на процеса и стабилност на работата на транзистора. Именно заради това свойство транзисторът, базиран на Bi₂O₂Se и Bi₂SeO₅ се счита за 2D транзистор. От архитектурна гледна точка това е полеви транзистор с кръгова решетка (GAAFET). Разработчиците описват структурата му като „плетен мост“ вместо тази при традиционните FinFET транзистори.

Според изследователите високата диелектрична константа на използваните материали позволява да се получат свръхтънки структури на гейта, които не допускат утечка на ток, което намалява напрежението на превключване на транзисторите. Това от своя страна увеличава скоростта на превключване на транзисторите, като същевременно намалява консумацията на енергия.

Учените твърдят, че техните 2D транзистори са с 40% по-бързи от най-съвременните 3 nm транзистори на TSMC и Intel, като същевременно намаляват консумацията на енергия с 10%. Те също така са разработили проста логическа схема, базирана на новите транзистори и експериментално са потвърдили впечатляващата им производителност.